[發明專利]一種測定固態相變過程中貝氏體轉變溫度的方法

在審

• 申請號: 201510530923.2
• 申請日: 2015-08-26
• 公開（公告）號: CN105044145A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 賀瑩瑩;曹理強;麻晗
• 申請（專利權）人: 江蘇省沙鋼鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: G01N25/12
• 分類號: G01N25/12;G01N1/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于金屬材料檢測領域，具體涉及一種測定固態相變過程中貝氏體轉變溫度的方法。

背景技術

近年來，控制軋制和控制冷卻在新產品研發和新工藝研究中具有重要的指導意義，而這涉及到鋼鐵材料的固態相變，通過研究固態相變的原理和規律，就可以采取措施(加熱和冷卻)控制固態相變過程以獲得所預期的組織和結構，從而使之具有所預期的性能，最大限度地發揮現有產品的潛力，開發新產品。

目前，研究和測量鋼鐵材料固態相變溫度的常見手段有熱膨脹法、熱分析法、金相法和磁性法。最常用的是熱膨脹法，且常配合熱分析法和金相法測定，其原理是：不同組織如奧氏體、鐵素體、珠光體、貝氏體和馬氏體等有不同的比容，因此當高溫奧氏體在連續冷卻過程中發生相變時試件的長度將發生變化，反映在膨脹曲線上是發生轉折，據此轉折的切離點可以確定相變的開始溫度；當相變結束時，膨脹曲線又成線性變化，從直線的開始點可以確定相變的終了溫度。但該方法存在的一個缺憾是：當某一組織的轉變量較少時，尤其是在低冷速下的少量貝氏體轉變，在熱膨脹曲線上轉折不明顯，從而很難判斷是否產生該組織相變，即使結合金相法確定了該組織的產生，但由于熱膨脹曲線不發生轉折，亦很難測定該組織相變開始和結束的溫度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種測定固態相變過程中貝氏體轉變溫度的方法，當貝氏體轉變量較少，無法通過熱膨脹曲線測定時，運用該方法則可準確測定貝氏體轉變溫度。

為解決上述問題，本發明采用如下技術方案：

一種測定固態相變過程中貝氏體轉變溫度的方法，包括如下工藝步驟：

(1)試樣制備：根據試驗設備的需要，將試樣加工成特定形狀，對試樣的觀察面進行磨制、拋光，使試樣上下表面平整平行后，清洗并吹干；

(2)裝樣：將步驟(1)中制備的試樣放入坩堝中，且置于高溫激光共聚焦顯微鏡的金相加熱爐中，進行抽真空后持續充入惰性氬氣；

(3)實驗程序設定：設定加熱速率、保溫溫度和保溫時間、冷卻速率；將試樣加熱到奧氏體單相區；

(4)貝氏體轉變溫度測定：在冷卻過程中，觀察到貝氏體開始出現和轉變結束，并分別記錄溫度。

進一步，所述的試樣制備過程中，試樣加工成直徑5～7mm，高3～3.5mm的圓柱形狀，經磨制、拋光后，保持試樣上下表面平整平行。

進一步，所述的步驟(3)中的加熱速率為3～10k/s，保溫時間5～15min，冷卻速率≤20k/s。

更進一步，所述的測定固態相變過程中貝氏體轉變溫度的方法中，當冷卻速率為10～20k/s時，高溫激光共聚焦顯微鏡的氦氣閥門打開，金相加熱爐內試樣采用氦氣冷卻。

同現有技術相比，本發明的有益效果至少體現在以下幾個方面：

(1)本發明通過高溫共聚焦激光顯微鏡的獨特的成像原理，可對材料在冷卻過程中發生的變化進行實時觀察和記錄，即可清晰觀察貝氏體的轉變。

(2)由于可以實時觀察冷卻過程中貝氏體的轉變，因此在貝氏體轉變量較少的情況下也依然可以準確測定其轉變溫度。

(3)快速冷卻時采用氦氣冷卻，可以使得冷卻速率更高。

具體實施方式

實施例1

測定中低碳鋼50BV30在不同冷卻速率下的貝氏體轉變溫度。

具體步驟如下：

(1)試樣制備：將50BV30試樣切割成直徑7mm，高3.5mm的圓柱形狀，并將觀察面進行磨制、拋光，保持試樣上下表面平整平行，再放入超聲波清洗器里用丙酮進行清洗并吹干。

(2)裝樣：將清洗后的試樣放入氧化鋁坩堝中，且置于高溫激光共聚焦顯微鏡的金相加熱爐中，進行抽真空后持續充入惰性氬氣。

(3)實驗程序設定：設定加熱速率為5k/s，保溫溫度為950℃，保溫時間為10min，冷卻速率具體值為：0.75k/s、1k/s、1.25k/s、1.5k/s、2k/s、3k/s、5k/s、7k/s、10k/s、15k/s。

(4)貝氏體轉變溫度測定：在冷卻過程中，觀察到貝氏體開始出現和轉變結束，并分別記錄溫度，記錄結果如表1所示。

表150BV30不同冷卻速率下的貝氏體轉變溫度